区域一体化地区的土地利用与生态服务价值研究——以双莱先行区为例

区域一体化先行区是统筹区域发展的重要保障,在整合区域资源、实现合作共赢、推进经济协调发展的同时,增加了生态用地风险与压力,影响了生态用地规模与生态服务功能。探讨区域一体化背景下的土地利用与生态服务价值关系,对管理区域环境、制定发展决策、平衡地区经济与生态保护均具有重要意义。“双莱先行区”作为山东省首个区域一体化发展先行区,研究其土地利用变化与生态服务价值（ESV）对实现生态文明建设与经济的协同发展具有重要意义。基于此,以双莱先行区为研究区域,选取2000-2020年土地利用数据和经济数据,采用土地利用动态度、ESV当量因子评估、敏感性指数、空间自相关等方法,评估了不同土地类型、不同生态功能、不同区域的ESV变化,分析了土地利用与ESV的空间相关性。与以往研究不同,研究修正当量因子价值时,不采用省份平均粮食单产量,而是莱西、莱阳各自的单产量,尽可能保障计算结果的准确性与真实性。研究表明：除耕地、林地面积减少外,草地、湿地、水体、建设用地面积均增加,建设用地增量最大;各用地类型单一动态度有所差异,例如草地增加10.1%,而耕地降低了0.29%,呈现相反变化趋势;近20年双莱先行区整体生态服...     

土地利用变化对城郊农业区生态效益的影响——以四川省南充市高坪区为例

借鉴生态效益综合评价的有关理论和数学模型,以四川省南充市高坪区为例,选取生物多样性指数、植被覆盖指数、水土保持效益指数、土壤改良指数、涵养水源指数、拦截径流指数和湿度指数7个指标作为评价因子,建立生态效益评价体系,对该区域1996和2005年2个时期综合生态效益进行评估和比较.结果表明,该区域综合生态效益值分别为7.85和7.95,2005年比1996年略为升高;基于GIS的图层叠置、分割等分析功能,就区域土地利用变化对其内部生态效益造成的变化进行了分析,该区域可被划分为生态效益显著增强区、增强区、保持区、减弱区和显著减弱区5个等级.     

基于MLP-ANN与Markov Chain的土地利用变化预测方法——以锡林郭勒盟为例

以北方草地典型地区—内蒙古锡林郭勒盟为案例区,在1995年到2000年的土地利用变化与驱动力分析的基础上,利用土地利用转换类型和驱动力模型,采用多层感知人工神经网络模型分析了各种土地利用类型未来的转换潜力;利用马尔可夫链模型,预测了2005和2010年土地利用格局。预测结果显示：高覆盖度草地减少幅度最大,中覆盖度草地减少相对和缓,高、中覆盖度草地的减少造成了未利用地和低覆盖度草地的增加,尤其是前者增加的幅度最大;从空间分布看,高覆盖度草地的减少集中在西北部地区,主要转变为中低覆盖度草地,中覆盖度草地的减少主要集中在西南部地区,其流向主要是以沙化土地为主的未利用地;案例研究表明,多层感知人工神经网络模型与马尔可夫链模型的结合与应用能够在很大程度上预测稳定驱动力作用下的土地利用变化趋势,从而为生态干预提供指导。     

城市公园对夏季热环境的影响——以上海市中心城区为例

上海是我国城市化程度最高的城市之一,快速城市化导致了城市热岛效应显著增强,影响着城市生态环境。了解城市公园对热环境的影响,对指导本市绿地公园的规划与建设,缓解城市热岛效益具有实用价值和参考意义,对国内其他城市的相关研究也有一定参考价值。基于Landsat遥感影像和航空遥感影像,采用RS和GIS技术,定量分析了上海市建成区内的绿地公园对热环境的影响。结果表明:(1)研究区域内高温区域分布广泛,同时有低温区域分散分布,中环和内环的低温区域主要零星分布在河流及绿地公园等地,形成明显的热岛空洞,显示出绿地公园对城市热环境的降温效应;(2)绿地公园对周围区域降温作用明显,平均降温幅度为1.55 K,但降温作用存在明显差异,降温作用随距离增加而减弱,对周围200m区域范围内降温效果较为明显;(3)绿地公园对周围环境的降温作用与其本身结构特征等因素息息相关,降温幅度与公园内人工表面比重、水域比重、公园形状和面积存在较强的相关性,与景观聚集程度和植被分布的相关性相对较弱。     

长株潭城市群土地利用/覆被变化对碳效应的影响

基于1990、1995、2000、2005、2010年长株潭城市群土地利用数据及植被类型图、土壤类型图,借助Arc GIS10.0软件,从土地利用类型的结构、转变方向、转变带来的碳排放强度及碳汇空间分布的区域差异性等方面,分析20 a间研究区土地利用/覆被变化引起的碳效应。结果表明:(1)1990—2010年间,长株潭城市群土地利用类型变化的显著特征为耕地与林地间的相互转变以及耕地、林地向建设用地的转变;(2)长株潭城市群碳效应变化呈倒"U"形趋势,整体碳汇能力减弱,碳效应空间分异明显。与其他区县相比,长沙、株洲、湘潭3市市区及望城县、长沙县这5个区县的土地利用转变碳效应及碳汇能力变化更明显,差异性大,这与区域人口密度及经济发展的不均衡直接相关;(3)可考虑通过限制林地及草地转出、优化土地利用结构及经济布局、防止生境破碎化及生态系统退化等措施来控制土地利用碳排放。     

面向城市规划的热环境与风环境评估研究与应用——以济南中心城为例

在城市尺度规划中如何定量评估规划方案对热环境与通风环境的影响是一个技术难题。基于遥感和GIS技术,建立了一套面向城市规划的热环境与通风环境评估指标和技术方法,其中热环境可采用遥感估算的地表热岛强度(SUHI)、热岛比例指数(UHPI)以及生态冷源等级进行评估;通风环境评估则包括背景风环境和地表通风潜力两方面,前者可通过气象观测统计或数值模拟得到,后者可根据下垫面动力粗糙度长度(RL)和天空开阔度(SVF)进行估算。基于城市形态学模型,RL可以由建筑密度和建筑高度进行估算,SVF可由高分辨率数字建筑高程模型进行估算。在此基础上进行通风潜力等级划分,并采用通风潜力指数(VPI)定量评估一个地区的总体通风状况。应用上述指标和方法,利用2015年济南6月12日Landsat 8卫星资料、2013年1∶2 000基础地理信息资料和2020年城市规划资料,对济南中心城区规划前后热环境与风环境进行了定量评估,并基于生态冷源、热岛强度、地表通风潜力和背景风初步开展了济南中心城通风廊道规划应用,同时给出了相关规划策略和建议。研究结果显示:(1)文章建立的热环境与风环境评估指标和技术方法可有效应用于城市规划前后变化评估中;(2)热岛强度、地表通风潜力的高低与城市分区功能定位和土地利用类型有直接关系,规划后(2020年)热岛比例指数(UHPI)从0.31增加到0.38(均为"较轻"等级),通风潜力指数(VPI)从0.89("好"等级)降至0.74("较好"等级);(3)初步构建的3条一级廊道和10条二级廊道规划方案,将有利于缓解济南中心城区热岛效应和增强城市空气流动性。     

城市扩张对热环境时空演变的影响——以哈尔滨为例

城市发展过程中土地利用类型及其景观格局的变化是影响城市地表温度的主要原因,为定量揭示城市扩张过程中土地利用景观格局的变化对夏季地表温度的影响及作用机制,以哈尔滨为例,基于1984—2015年Landsat数据,通过分析城市建筑用地和地表温度的时空演变特征,以及地表温度与建筑用地、植被和水体之间的关系,揭示哈尔滨城市扩张过程中夏季城市热岛格局的演变特征及影响因素,为政府部门制定城市热岛效应的缓解措施提供参考。结果表明,1984—2015年哈尔滨市建筑用地面积由187 km~2扩大到571 km~2,平均扩张速度为13 km~2·a~(-1),建筑用地重心向东南方向移动了1.01 km。与1984年相比,2015年哈尔滨市有44.84%区域地表相对温度升高,有10.63%区域地表相对温度下降;从空间分布看,2015年中心城区出现热岛效应减弱、热岛斑块面积减小的趋势,周边区域出现热岛效应加强、热岛斑块面积增大的趋势。城市建筑用地与地表温度之间存在正相关关系,水体和植被与地表温度之间存在负相关关系,建筑用地的增温效应远远大于水体和植被的降温效应。在城市热岛效应分析中,应用Shannon熵的研究结果与景观指数的研究结果具有很好的一致性。在城市建设中,减小集中连片的建筑用地,增加城市绿地面积,是缓解城市热岛效应的有效手段。     

区域土地利用变化对土壤磷含量的影响评价研究

研究土壤磷含量的时空演变规律对改善土地管理水平和提高土壤质量具有重要的指导作用。文章选取江苏省原锡山市作为研究区域,以1982年和2005年土壤全磷和速效磷含量作为研究对象,研究探讨土地利用变化对土壤磷含量的影响,进而表明人类活动对生态系统和环境的影响。通过统计分析表明,20年来原锡山市土壤全磷含量降低0.48g·kg-1,土壤速效磷含量升高26.16mg·kg-1。通过变异函数分析,20年来原锡山市全磷和速效磷的变异函数理论模型都是指数型,但块金方差与基台值的比值、自相关阀值发生了较大变化;Kriging插值分析结果表明,1982年全磷和速效磷的分布比较简单;2005年全磷分布较为简单,土壤速效磷分布较为复杂。Kriging插值分析还表明,20年来原锡山市土壤全磷含量降低,空间变异显著;土壤速效磷含量升高,空间变异显著。     

平原河网地区水源地水质对土地利用变化的响应——以黄浦江上游水源地为例

以黄浦江上游水源地为例,利用1999年上海水资源普查数据及2000年初成像的上海市1∶50 000彩红外航空像片,采用G IS空间分析技术、灰色关联分析技术,划分土地利用样带,设计水质改善指数,探讨平原河网地区水环境质量对土地利用结构的响应,以及水源水质对土地利用变化驱动力的响应。结果表明,黄浦江上游水环境质量受到土地利用格局及上游来水的综合影响,各样带工业用地比例与水质改善指数呈极显著负相关(P<0.01),松浦大桥取水口水质与上游来水水质以及水源地当地的工业发展、人口密度等土地利用变化驱动力具有很好的关联性。建议在开展平原河网地区水源保护工作中,应在关注上游来水状况的同时,从土地利用及其社会经济驱动两方面控制水文敏感区域土地开发强度,构筑水源地圈层土地利用格局。     

城市绿地对周边热环境影响遥感研究——以北京为例

城市绿地是缓解城市热环境效应问题的主要因素之一,它不仅在宏观上影响城市区域尺度气候条件,而且在小区尺度直接影响到周边的热环境条件。本文从绿地景观格局的角度出发,利用遥感技术和地理信息技术,以北京市主城区的城市绿地作为研究对象,以绿地周边建筑物作为热环境影响承载体中介,分析了影响建筑热环境的绿地的主要景观因子,开展了城市绿地对周边热环境的影响范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系研究。首先,从TM遥感影像上人工数字化选取了26个城市绿地斑块,同时提取了其周边建筑物像元;然后,基于定量遥感理论反演了绿地和建筑物的温度,并利用GIS工具统计了绿地和建筑的景观格局信息;最后,基于空间统计分析方法和等温线周长-温度曲线变点方法确定了城市绿地对周围建筑物热环境的影响范围,通过相关性分析探讨了城市绿地景观参数与其降温幅度之间的相关性。研究结果显示:(1)在100 m空间分辨率的尺度下,北京大部分城市绿地斑块对周边100 m范围内的建筑具有降温效应;面积在0.5 km2以上的绿地斑块,对周边100 m范围内建筑物具有明显降温效应,降温幅度在0.46~0.83℃之间,平均降温幅度为0.72℃;面积在0.5 km2以下的,具有较高植被覆盖度的绿地斑块有一定的降温效应,不具有较高植被覆盖度的绿地斑块降温效应不明显;(2)绿地斑块的周长、面积、形状指数和植被覆盖度与其周边建筑物的降温幅度没有显著的相关性。该结果表明,绿地的面积无论多大,其对周边环境的降温效应都限制在一定空间范围内;在布设城市绿地时分散型绿地比集中式大绿地对周边环境的总体降温效应更好。研究结果揭示了城市绿地对周边热环境影响的空间范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系,可为城市规划建设及环境评价等提供科学参考。     

土地利用/覆被变化对土地生态系统有机碳库的影响——以吉林省通榆县为例

土地利用/覆被变化对陆地碳循环影响显著.文章基于实地采集的土壤、植物样品的测试数据和1989、2004两年8月陆地卫星TM遥感影像数据,采用生态系统类型法分析吉林省通榆县1989-2004年耕地、林地、草地、盐碱地、沙地等11 种地类之间土地利用变化对土地生态系统有机碳库的影响.计算结果表明1989-2004年通榆县土地生态系统有机碳库共损失了3.18 TgC(1Tg=106t),年均损失约为0.265 Tgc.其中,湿地、草地有机碳库分别损失5.54 TgC和3.71 TgC,盐碱地面积的增加导致有机碳库损失4.75 TgC.林地面积增加和沙地面积减少分别使有机碳库增加了4.58 TgC和3.75 TgC.研究区总体上为一个碳失汇,草地退化、湿地萎缩、土地沙化和盐碱化造成了有机碳库的碳损失,而植树造林、草地植被的恢复和重建等活动则可以显著增加土壤有机碳储量.该研究对于评估自然环境与人为活动影响下,特别是大规模土地整治与生态修复对土壤有机碳的增汇潜力和固碳效应的影响具有重要的理论意义和应用价值.     

快速城市化区域经济与环境协调发展动态评价——以深圳宝安区为例

经济和环境的协调性分析是可持续发展研究的基础。目前,协调评价在应用方面多集中于现状评价和短期动态分析,关注城市化长期进程的案例较少,且研究尺度多数是城市及以上水平,对于行政区及更小尺度的研究相对较少。以典型快速工业化、城市化城区——深圳市宝安区为例,选取与城区经济社会发展水平和生态环境状况密切相关的9个指标,建立经济环境协调发展评价指标体系,通过计算协调发展度,对1994─2012年宝安区的经济社会系统与环境系统的协调性动态变化进行了分析。研究表明,20年间,宝安区经济社会综合指数大致呈逐年升高趋势,生态环境综合指数先稳定升高后大幅下降再持续升高最后略有降低,经济与环境的关系经历了经济滞后-环境经济同步-环境滞后的转变,经济-环境协调发展度总体呈先上升后下降再上升的变化特征。可将1994─2012年分成3个阶段:城市化初期(1994─2000年间),宝安区经济-环境协调发展水平稳定提升,从初级协调-中级协调-良好协调;城市化中期(2001─2006年间),协调发展度大幅下降,从中级协调-初级协调-勉强协调(2006年);城市化后期(2007─2012年间),协调发展水平稳定提升,经历了勉强协调-初级协调-中级协调的变化。宝安区经济-环境协调度的变化特征与其城市化过程中经济社会发展和生态环境保护建设历程关系密切。研究成果可为城区可持续发展决策、生态文明建设提供技术支撑,也可为其他快速工业化、城市化地区协调发展提供参考。     

山西中部城市群景观格局演变对其热环境的影响研究

城市群化使得城市热环境问题变得更为复杂。以2010-2020年4期Landsat影像数据为基础,运用空间分析、景观格局指数与数理统计等方法,分析山西中部城市群景观格局动态演变和热环境分布及变化特征,并定量探究城市群景观格局演变对其热环境的影响作用。研究表明,（1）近10年来山西省中部城市群的建设用地逐年增加,在空间分布上均有向太原市偏移的趋势。（2）研究区地表温度总体呈上升趋势,城市群热岛效应逐渐显现,2013-2016年,高温区重心向东北方移动30.03 km,转移至太原市中轴线偏北方位置,各城市间热环境的连通性加强。（3）城市群的景观格局演变对其热环境有着明显的影响：(1)各景观类型中建设用地、耕地及草地热环境贡献指数较高,林地与水体贡献指数为负,其中林地贡献值为-0.975,贡献指数绝对值最大;(2)从景观格局指数来看,在类型水平上,林地的聚集度指数、平均分布斑块面积、最大斑块所占景观面积比例、景观类型比例与地表温度（LST）呈负相关,斑块密度、边缘密度与LST呈正相关,而在景观水平上,景观形状指数、斑块密度、香浓均匀度指数等与LST呈正相关,2013年各相关系数最大,不同景观类...     

基于生态现代化的区域资源环境绩效分析——以山西省为例

提高资源环境绩效是我国实现生态现代化及绿色发展的重要途径。利用环境质量指数（EQI）和资源环境绩效指数（REPI）对我国中部生态环境脆弱区的山西省资源环境绩效进行了系统分析,结果表明：在全国资源环境综合绩效指数年增幅为7.1%的背景下,山西在全国的排名从2000年的24位上升为2007年的15位。但山西仍然为我国资源环境绩效水平最为落后的地区之一。山西建设用地绩效、COD排放绩效、SO2排放绩效和用水绩效逐步上升,工业固体废弃物排放绩效和能源绩效呈现不稳定的变动态势。SO2排放绩效指数呈平稳后上升接着下降的偏＂S＂型曲线。COD总体绩效指数呈现平稳态势,基本保持88.1的均值水平,绩效指数高于2000—2007年西部平均水平和2000—2003年中部平均水平,但远低于东部和全国平均水平。资源环境指数与经济发展水平和发展阶段密切相关,山西须采用综合配套措施,缩短目前能源和资源密集型的发展阶段和改变其路径依赖,提升山西在我国中部地区的综合竞争力,改进生态效率,进而实现绿色发展。     

土地利用、覆被变化（LUCC）与环境变化关系研究进展

土地利用、覆被变化（LUCC）作为环境变化的主要原因之一,已成为全球变化研究的前沿和热点问题。文章总结了国内外 LUCC 与环境变化关系的主要研究成果和方法,继而从气候、碳循环、土壤环境、水环境以及生态环境对土地利用方式的限制等方面概括了 LUCC 与环境变化之间的关系。LUCC 通过改变大气成分和下垫面性质对气候造成影响;影响着陆地生态系统的碳循环;改变土壤的理化性质,带来土壤污染、土壤养分迁移等土壤质量问题;并且引起水体的非点源污染,影响区域的产水量和水循环。同时,环境变化对LUCC具有限制作用。不仅通过特定的气候环境直接限制土地的利用方式;还间接通过借助人类生态环境意识的改变,实现对区域土地利用强度与方式的约束。LUCC既是全球环境变化的原因,也是全球环境变化的结果。LUCC 与生态环境之间存在着复杂的、非线性的动态反馈关系。进一步探讨了当前 LUCC 与环境变化关系的主要研究方向和相关研究方法,针对目前存在的缺乏统一的指标体系,研究区域、时空尺度单一,以单要素静态研究为主,实验研究相对薄弱以及动态模拟不够等问题,提出加强跨学科综合交叉研究、注重多尺度探讨LUCC的环境效应、构建一个 LUCC 环境效应研究的统一指标体系及加强“3S”技术与模拟模型的融合等建议。为寻求更科学更合理的土地利用方式提供了基础信息。     

区域资源环境与社会经济系统的非连续运动分析——以吉林省为例

针对区域资源环境与社会经济系统的非连续运动特征,基于尖点突变理论构建数学模型对区域资源环境与社会经济系统的突变过程及其响应机制进行定量描述与分析。吉林省社会经济进入快速发展时期,以吉林省作为研究区域进行实例分析,能够为区域社会经济与资源环境协调发展战略的制定与筛选提供技术手段和决策依据。研究结果表明,吉林省经济进入快速增长阶段;矿业的衰退将成为影响吉林省经济持续稳定发展的重要因素;吉林省资源消耗总量与万元产值消耗量的突变,标志着吉林省对钢铁和水泥等大宗固体矿产的消费进入快速增长阶段;受生态省建设战略影响,固体废物、SO2、粉尘的排放总量与万元产值SO2及固体废弃物排放量发生根本性转变,吉林省生态环境进入新的发展时期。     

区域能源碳足迹计算模型比较研究——以湖北省为例

能源消费排放是最主要的碳排放来源,研究能源碳足迹重要理论和现实意义。如何准确计算和表征能源碳足迹的大小成为该研究领域的重要问题。在文献回顾的基础上,文章总结了3种目前应用较广泛的计算区域能源消费碳足迹的方法和模型,它们分别是碳汇法、净初级生产力改进模型和净生态系统生产力改进模型。分别介绍了其计算公式、输入参数和计算过程。以湖北省1998-2009年能源消费碳足迹的计算为例,分别用这几种方法计算了能源消费碳足迹的总量和人均碳足迹。得到的主要结论有：研究区域能源消费碳排放量增长较快,3种方法和模型计算得到的碳足迹总量和人均量从时间序列上看,整体变化趋势一致,碳足迹亦呈现快速增长。但3种模型计算出的碳足迹大小差异较大,碳汇法模型足迹最大,净生态系统生产力改进模型次之,净初级生产力改进模型结果最小,并且碳汇法的计算结果明显大于其他两种模型。计算结果差异的原因在于,传统碳汇法模型只考虑林地的碳吸收能力,忽略了区域其他用地类型的碳吸收能力。净初级生产力改进模型考虑了各种用地类型的吸收能力,但从生态系统来说忽略了异氧呼吸的碳释放,高估了区域的碳吸收能力。几种模型都运用了固定值或者平均统计量,未能考虑地域差异,同时未考虑各统计量随时间和气候等变化而变化的可能,存在一定的不合理性,这也是今后研究值得深人研究的方向。     

城市化趋势下城郊土地利用结构变化的区位分析--以杭州市为例

以杭州市区为研究区，利用近卜年的土地利用系列统计资料和遥感解译数据，采用统计分析和区位原理，经过数值计算，分析了杭州市区扩建过程中土地利用动态变化特点，重点讨论了耕地和农作物播种面积的时空动态过程。通过区位商数和分离指数的计算分析，揭示了未来土地利用方式的时空变化趋势。研究结果表明，居民工矿用地和耕地面积的变化最为明显；农作物播种面积的递减速率高于耕地面积的递减速率；蔬菜播种面积的区域不平衡性最大，集中程度高。萧山区是未来主要的菜篮子工程发展区。     

城市绿地对周边热环境影响遥感研究--以北京为例

城市绿地是缓解城市热环境效应问题的主要因素之一,它不仅在宏观上影响城市区域尺度气候条件,而且在小区尺度直接影响到周边的热环境条件。本文从绿地景观格局的角度出发,利用遥感技术和地理信息技术,以北京市主城区的城市绿地作为研究对象,以绿地周边建筑物作为热环境影响承载体中介,分析了影响建筑热环境的绿地的主要景观因子,开展了城市绿地对周边热环境的影响范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系研究。首先,从TM遥感影像上人工数字化选取了26个城市绿地斑块,同时提取了其周边建筑物像元;然后,基于定量遥感理论反演了绿地和建筑物的温度,并利用GIS工具统计了绿地和建筑的景观格局信息;最后,基于空间统计分析方法和等温线周长-温度曲线变点方法确定了城市绿地对周围建筑物热环境的影响范围,通过相关性分析探讨了城市绿地景观参数与其降温幅度之间的相关性。研究结果显示：（1）在100 m空间分辨率的尺度下,北京大部分城市绿地斑块对周边100 m范围内的建筑具有降温效应;面积在0.5 km2以上的绿地斑块,对周边100 m范围内建筑物具有明显降温效应,降温幅度在0.46~0.83℃之间,平均降温幅度为0.72℃;面积在0.5 km2以下的,具有较高植被覆盖度的绿地斑块有一定的降温效应,不具有较高植被覆盖度的绿地斑块降温效应不明显;（2）绿地斑块的周长、面积、形状指数和植被覆盖度与其周边建筑物的降温幅度没有显著的相关性。该结果表明,绿地的面积无论多大,其对周边环境的降温效应都限制在一定空间范围内;在布设城市绿地时分散型绿地比集中式大绿地对周边环境的总体降温效应更好。研究结果揭示了城市绿地对周边热环境影响的空间范围、降温幅度以及绿地景观参数与降温幅度的相关关系,可为城市规划建设及环境评价等提供科学参考。